理想的光学电压传感系统为线性时不变系统, 理想传感系统的灵敏度与初始误差项均与时间无关。但在实际应用中,传感光路受到温度等环境因素的影响,且环境因素是随着时间不断变化的,这就导致系统灵敏度和初始误差不再是常数,而是随时间不断变化的。
可见,在实际环境温度实时变化的情况下,传感系统的数学模型为线性时变系统,欲对待测电压进行准确测量,必须消除环境温度对传感参数的影响,因此,引入了“自愈”的概念:光学电压传感系统的“自愈”是指在外界环境因素发生变化时,通过采取一定的措施或手段,引入外部独立量,将独立量的测量特性反馈给测量通道,从而消除或削弱外界环境因素的影响 。
所采取的自愈手段为:在原有光学电压传感光路结构基础上,构建同载光路结构,引入新的独立变量一基准源电压,利用基准源测量光路(参考光路)传感参数的已知性对测量光路进行实时校正,从而使得传感器获得与环境因素无关的输出。同载光路为由同一块电光晶体传感的两路光路,其具有相同的实时灵敏度和初始误差,一路为测量光路,另一路为对测量光路进行实时校正的参考光路。可见,只需得到参考光路的实时传感参数,即可。
在进行测量时,利用两个传感光路对电网电压和基准源电压进行平行测量,并在自校正环节利用参考光路传感参数对测量光路进行校正。具体校正如图1: